金刚石等离子体刻蚀技术研究进展

1

作者 焦硕沛 张旭芳 +2 位作者 李明坤 张雪恰 张静 《表面技术》 北大核心 2025年第7期34-49,共16页

金刚石因其优越的电学、物理及化学性质,如超宽的禁带宽度、高硬度、高热导率和高稳定性,被广泛应用于电子器件、光学元件及微机电系统(MEMS)等领域。然而,由于其高度稳定的物理和化学性质,使得金刚石的加工具有极大的挑战性。在众多金... 金刚石因其优越的电学、物理及化学性质,如超宽的禁带宽度、高硬度、高热导率和高稳定性,被广泛应用于电子器件、光学元件及微机电系统(MEMS)等领域。然而,由于其高度稳定的物理和化学性质,使得金刚石的加工具有极大的挑战性。在众多金刚石刻蚀方法中,等离子体刻蚀技术因其高精度和低损伤的优势,成为金刚石微加工的重要手段。综述了不同类型等离子体刻蚀金刚石的研究进展,分别介绍了氧等离子体、氢等离子体以及其他混合气体的刻蚀特点,详细阐明了各种等离子体刻蚀金刚石的刻蚀机理。此外,还分析了影响刻蚀的主要因素,包括气压、功率、温度和金刚石类型等,这些参数共同决定了刻蚀的速率、粗糙度和选择比。最后,探讨了等离子体刻蚀拓展工艺的研究进展,说明了激光诱导等离子体刻蚀的工作原理和其在金刚石加工领域的应用前景,以及金属催化等离子体刻蚀的刻蚀机理及此方法在金刚石薄膜图案化上的应用前景。通过总结不同刻蚀气体及工艺参数对刻蚀效果的影响,本文旨在为实现对金刚石的精确刻蚀提供理论依据,并为不同用途的金刚石器件的制备提供参考。最后,展望了等离子体刻蚀技术在金刚石微纳加工领域的未来发展方向,包括新型刻蚀气体的探索、与其他加工技术的结合以及工艺参数的进一步优化。 展开更多

关键词 金刚石 等离子体刻蚀 微纳加工 金属催化 图案化 激光诱导

在线阅读 下载PDF 职称材料

图形化CVD金刚石膜的新方法——等离子体辅助固体刻蚀法 被引量：2

2

作者 满卫东 孙蕾 +3 位作者 吴宇琼 谢鹏 余学超 汪建华 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2008年第6期1-4,8,共5页

金刚石膜是一种具有巨大应用潜力的新型功能材料,但是它极高的硬度和化学稳定性使其难以被加工成型,因此如何对金刚石膜表面进行精确的图形化加工是实现制造金刚石器件的关键技术问题之一。在本研究中,我们用微波等离子体化学气相沉积... 金刚石膜是一种具有巨大应用潜力的新型功能材料,但是它极高的硬度和化学稳定性使其难以被加工成型,因此如何对金刚石膜表面进行精确的图形化加工是实现制造金刚石器件的关键技术问题之一。在本研究中,我们用微波等离子体化学气相沉积法制备的金刚石厚膜,在其表面利用氢等离子体辅助刻蚀、铁薄膜的催石墨化作用下,对金刚石膜的形核面进行了选择性的刻蚀。结果表明,该方法具有较高的刻蚀速率(850℃,33.8μm/h),较高的刻蚀选择比,可以对CVD金刚石膜进行较精确的图形化刻蚀,还可通过调节铁薄膜的厚度来实现刻蚀深度的控制。对氢等离子体在整个过程中的作用进行了阐述。 展开更多

关键词 金刚石膜 刻蚀 等离子体 图形化加工

在线阅读 下载PDF 职称材料

碳氟感应耦合等离子体的SiO_2介质刻蚀的研究 被引量：1

3

作者 虞一青 辛煜 宁兆元 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期146-150,共5页

使用感应耦合等离子体技术,通过改变源气体流量比R(R=[C4F8]/{[C4F8]+[Ar]})、射频源功率、自偏压等条件进行了SiO2介质刻蚀实验研究。碳氟等离子体的特征由朗谬探针和发射光谱技术来表征。结果表明,SiO2的刻蚀速率随放电源功率和射频... 使用感应耦合等离子体技术,通过改变源气体流量比R(R=[C4F8]/{[C4F8]+[Ar]})、射频源功率、自偏压等条件进行了SiO2介质刻蚀实验研究。碳氟等离子体的特征由朗谬探针和发射光谱技术来表征。结果表明,SiO2的刻蚀速率随放电源功率和射频自偏压的增大而单调上升,与R的关系则存在R=8%处的刻蚀速率峰值。C2基团的发射谱线强度随R的变化类似于SiO2刻蚀速率对R的依赖关系,对此给出了解释。在此基础上,对SiO2介质光栅进行了刻蚀。结果显示,在较大的R及自偏压等条件下,刻蚀后的槽形呈轻微的锥形图案,同时光刻胶掩膜图形出现分叉。结合扫描电镜技术对此进行了分析,认为光刻胶表面与侧面的能量传递和聚合物再沉积是导致出现上述现象的原因。 展开更多

关键词 感应耦合等离子体 发射光谱 介质刻蚀 扫描电镜

在线阅读 下载PDF 职称材料

微机械加工技术──等离子体刻蚀

4

作者 张光照 刘焱 《传感器技术》 CSCD 1997年第4期58-60,共3页

简要介绍了利用等离子体刻蚀技术制作背面接点的离子敏场效应管（ISFET）和马赫—增德（Mach-Zehnder）干涉仪式压力传感器的方法．

关键词 等离子体 干刻蚀 微机械加工

在线阅读 下载PDF 职称材料

微小等离子体反应器的导出机理研究 被引量：1

5

作者 王海 童云华 文莉 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期91-96,共6页

提出了一种通过空心阴极底部的微孔及外加偏置电场的方法实现微小等离子体导出的机制,并采用二维流体模型对其进行了数值仿真研究。当工作气体为SF6、工作气压为2～9kPa、微孔半径为0.25μm时,F原子最大束流密度在(1.53～5.62)×101... 提出了一种通过空心阴极底部的微孔及外加偏置电场的方法实现微小等离子体导出的机制,并采用二维流体模型对其进行了数值仿真研究。当工作气体为SF6、工作气压为2～9kPa、微孔半径为0.25μm时,F原子最大束流密度在(1.53～5.62)×1014cm-3.s-1之间,SF5+最大束流密度在(2.46～7.83)×1016cm-3.s-1之间。工作气压为5kPa时,样品表面处F的平均能量为3.82eV,散射角在-14°～14°之间;SF5+的平均能量为25eV,散射角为-13°～14°。当偏置电压在10～50V之间变化时,SF5+平均能量在52～58eV之间变化。上述F、SF5+密度满足硅基底材料的有效刻蚀需要,验证了扫描刻蚀加工的可行性。 展开更多

关键词 扫描等离子体刻蚀加工 微小等离子体反应器 导出机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

微小等离子体反应器的制作及性能测试 被引量：3

6

作者 王海 夏小品 周荣荻 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期811-817,共7页

设计了基于并行探针驱动的扫描刻蚀加工系统,用于微纳米尺度的刻蚀加工。研究了系统的核心器件-微小等离子体反应器的电学特性和发射光谱特性,以了解反应器中产生的反应等离子体性能的变化规律。基于微机电系统(MEMS)加工工艺制备了中... 设计了基于并行探针驱动的扫描刻蚀加工系统,用于微纳米尺度的刻蚀加工。研究了系统的核心器件-微小等离子体反应器的电学特性和发射光谱特性,以了解反应器中产生的反应等离子体性能的变化规律。基于微机电系统(MEMS)加工工艺制备了中间带有倒金字塔形状微型空腔的金属-绝缘体-金属3层结构的微小等离子体反应器。搭建了可测量等离子体伏安特性和发射光谱特性的实验系统,对放电气体为SF6,工作气压在5～12kPa,直流驱动模式下的微小等离子体反应器的电学和光谱特性进行了测试。实验结果表明,放电电流随着放电电压的增加而近似线性递增,放电电流由5kPa时的2.1～2.82μA递增到12kPa时的3.6～4.2μA,表明所产生的微小等离子体处于异常辉光放电模态。当器件特征尺寸由150μm减小至30μm时,微小等离子体发射光谱中氟原子特征谱线(703.7nm)峰值增大了约56%,表明微小等离子体的浓度随尺度缩小而增强。实验结果表明,设计的微小等离子体反应器基本满足扫描刻蚀加工所需的高浓度等离子体源的性能要求。 展开更多

关键词 微小等离子体反应器 扫描刻蚀加工 伏安特性 发射光谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

等离子体表面处理在织物前处理工艺上的应用 被引量：8

7

作者 殷保璞 王慧娟 +1 位作者 赵世敏 江训瑞 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第3期26-28,48-3,共5页

本文通过一系列实验获得的数据,论述了棉布、坯绸的前处理工艺运用等离子体处理技术所取得的效果及等离子体对织物表面的刻蚀机理,同时阐述了等离子体刻蚀条件对处理效果的影响。

关键词 等离子体刻蚀 前处理工艺 等离子体处理 织物表面 处理效果 离子刻蚀 毛细管效应 扫描电镜照片 抗静电性 聚合度

在线阅读 下载PDF 职称材料

大气压冷等离子体射流表面微加工技术研究进展

8

作者 王涛 王紫婷 +3 位作者 徐学张 时礼平 李蒙 饶思贤 《中国表面工程》 2025年第4期23-41,共19页

随着柔性电子、微机电系统以及集成电路的快速发展,材料表面微加工需求日益迫切。现有湿法工艺及基于半导体的表面微加工技术在加工效率和环保等方面存在诸多局限。大气压冷等离子体射流表面微加工技术具有绿色环保、成本低廉、温度低... 随着柔性电子、微机电系统以及集成电路的快速发展,材料表面微加工需求日益迫切。现有湿法工艺及基于半导体的表面微加工技术在加工效率和环保等方面存在诸多局限。大气压冷等离子体射流表面微加工技术具有绿色环保、成本低廉、温度低、纯干法、无机械接触、活性强等优点,可以实现材料表面局域改性、图形化刻蚀以及功能薄膜沉积等,在表面微加工方面应用潜力巨大,但是对大气压冷等离子体射流表面微加工的研究进展尚缺乏系统综述。总结和分析大气压冷等离子体射流产生方式及常用电极结构形式;重点阐述大气压冷等离子体射流材料表面微加工技术的研究现状;探讨等离子体射流表面微加工技术目前还存在的主要问题,并指出其未来发展方向,以期增进对大气压冷等离子体射流表面微加工新方法和新技术的认识,提升大气压冷等离子体射流在柔性电子、微机电系统以及集成电路等先进制造领域的应用水平。 展开更多

关键词 大气压等离子体射流 微加工 表面改性 刻蚀 薄膜沉积

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于三维超微图形复制加工的约束刻蚀剂层技术研究 被引量：3

9

作者 谢雷 罗瑾 +1 位作者 毛秉伟 田昭武 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期193-195,198,共4页

本文对用于三维超出图形复制加工的约束刻蚀剂层技术进行了可行性研究。分析了刻蚀剂的扩出过程对电化学微细加工分辨率的影响，证明对刻蚀剂层进行约束可使该方法具里高敏感性，并成功地在ＧａＡＳ单晶上进行了初步的复杂三维微细图形... 本文对用于三维超出图形复制加工的约束刻蚀剂层技术进行了可行性研究。分析了刻蚀剂的扩出过程对电化学微细加工分辨率的影响，证明对刻蚀剂层进行约束可使该方法具里高敏感性，并成功地在ＧａＡＳ单晶上进行了初步的复杂三维微细图形的复制。 展开更多

关键词 约束刻蚀剂层技术 微图形 电化学微细加工 微细图形 微柱电极 电化学方法 可行性研究 微盘电极 原子力显微镜 扫描电化学显微镜

在线阅读 下载PDF 职称材料

电解放电复合加工技术现状与展望 被引量：2

10

作者 赵永华 刘为东 +2 位作者 刘江文 卢家俊 邹治湘 《电加工与模具》 北大核心 2024年第1期1-18,共18页

电解放电复合加工是实现电加工技术创新和突破的重要途径,可通过耦合放电与电解能场,利用其时/空协同效应实现在可加工性、加工精度及表面质量等方面的提升,故在介绍电解放电复合加工技术概念和原理分类的基础上,着重概述该领域近十年... 电解放电复合加工是实现电加工技术创新和突破的重要途径,可通过耦合放电与电解能场,利用其时/空协同效应实现在可加工性、加工精度及表面质量等方面的提升,故在介绍电解放电复合加工技术概念和原理分类的基础上,着重概述该领域近十年来的关键性研究进展和新技术创新,对除电火花-电解组合加工和电弧复合加工之外的各类电解放电复合加工技术的未来发展方向进行了展望,指出该技术的规模化工程应用仍需在性能突破、精确建模、加工过程智能控制、复合加工装备等方面取得突破性进展。 展开更多

关键词 电解辅助电火花加工 电火花辅助电解加工 等离子体辅助电解加工 火花辅助化学雕刻 射流电化学放电加工 电解等离子体化学刻蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

金刚石刻蚀技术研究 被引量：9

11

作者 冯明海 方亮 +3 位作者 刘高斌 侯爱国 张勇 王万录 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期101-103,108,共4页

金刚石因其卓越的物理和化学性能一直蕴涵着巨大的应用潜力,但其极高的硬度和优异的化学稳定性使其难以被加工成型,因此,在作为新型电子功能材料走向实际应用过程中,金刚石的微细加工技术非常关键。对近年来国内外采用等离子体刻蚀技术... 金刚石因其卓越的物理和化学性能一直蕴涵着巨大的应用潜力,但其极高的硬度和优异的化学稳定性使其难以被加工成型,因此,在作为新型电子功能材料走向实际应用过程中,金刚石的微细加工技术非常关键。对近年来国内外采用等离子体刻蚀技术加工金刚石的基本工艺特点和最新进展进行了较系统的比较和总结,重点分析了功率、气体种类、气体流量、偏压、掺杂类型、离子注入、掩膜等因素对刻蚀过程的影响,以期为工艺参数的进一步优化提供参考。 展开更多

关键词 金刚石 微细加工 刻蚀 等离子体

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于157nm深紫外激光的蓝宝石基片微加工 被引量：4

12

作者 白帆 戴玉堂 +1 位作者 徐刚 崔建磊 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期636-639,共4页

为了探索157nm深紫外激光对蓝宝石材料的微加工技术,采用157nm激光微加工系统,对蓝宝石基片进行了扫描刻蚀和打孔加工,以研究激光工艺参量与刻蚀深度、表面形貌的关系,分析了157nm深紫外激光对蓝宝石材料的作用机理,并利用扫描刻蚀法在... 为了探索157nm深紫外激光对蓝宝石材料的微加工技术,采用157nm激光微加工系统,对蓝宝石基片进行了扫描刻蚀和打孔加工,以研究激光工艺参量与刻蚀深度、表面形貌的关系,分析了157nm深紫外激光对蓝宝石材料的作用机理,并利用扫描刻蚀法在蓝宝石基片上加工了一个2维图形。由实验结果可知,157nm深紫外激光作用于蓝宝石材料是一个光化学作用与光热作用并存的加工过程,适合扫描刻蚀的加工参量为能量密度3.2J/cm^2,重复频率10Hz～20Hz,扫描速率0.15mm/min;在能量密度2.5J/cm^2下的刻蚀率为0.039μm/pulse。结果表明,通过对激光重复频率和扫描速度的控制可实现蓝宝石材料的精细微加工。 展开更多

关键词 激光技术 157nm深紫外激光 扫描刻蚀 打孔 微加工 蓝宝石基片

在线阅读 下载PDF 职称材料

微米与纳米级加工技术 被引量：4

13

作者 朱荻 《航空制造技术》 北大核心 2002年第6期22-25,39,共5页

论述了微细刻蚀、LIGA、微细特种加工、纳米切削和基于扫描探针技术等微米、纳米级加工技术的原理。

关键词 微细加工 纳米加工 扫描探针技术 微细刻蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

微细加工技术与设备

14

《中国光学》 EI CAS 1999年第1期95-96,共2页

TN305.5 99010667利用STM进行纳米加工的研究=Study of nanofabricationwith scanning tunneling microscope[刊,中]/刘安伟,吉贵军,胡小唐,齐小丁(天津大学精密仪器及光电子工程学院.天津(300072))//微细加工技术.—1997,(4).—25-29... TN305.5 99010667利用STM进行纳米加工的研究=Study of nanofabricationwith scanning tunneling microscope[刊,中]/刘安伟,吉贵军,胡小唐,齐小丁(天津大学精密仪器及光电子工程学院.天津(300072))//微细加工技术.—1997,(4).—25-29对空气中应用扫描隧道显微镜(STM) 展开更多

关键词 微细加工技术 扫描隧道显微镜 光电子 离子束刻蚀 微透镜阵列 离子束溅射 纳米加工 投影光刻 石英微透镜 技术与设备

在线阅读 下载PDF 职称材料

光学工艺 微细加工技术与设备

15

《中国光学与应用光学》 2007年第4期95-95,共1页

关键词 微细加工技术 集成电路工艺 光生酸剂 干法刻蚀 光蚀刻 溶解速度 光波导 扫描曝光 能量密度 能量浓度 超高真空 ICP

在线阅读 下载PDF 职称材料

光学工艺 微细加工技术与设备

16

《中国光学与应用光学》 2007年第5期94-95,共2页

关键词 原子光刻 不平度 补偿量 光学工艺 电子枪 微细加工技术 集成电路工艺 栅格结构 数据结构 YBCO 化学刻蚀 激光投影 光刻机 调平系统 工件台 成像装置 旋转补偿 方镜 调焦 光电子·激光 高温超导薄膜 等离子体源 液相腐蚀 测量结果

在线阅读 下载PDF 职称材料

金刚石基微机电系统制备方法的研究进展 被引量：1

17

作者 鲁云祥 满卫东 +2 位作者 罗红泰 陈梦唤 陈培钦 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第4期20-26,共7页

金刚石由于其独特的物理、化学和电学性质,以及以薄膜形式生长的可行性,是制造可靠、长寿命,微机电/纳米机电系统(MEMS/NEMS)材料的理想选择。近年来化学气相沉积金刚石薄膜生长的进展促进了金刚石在微机电系统的应用,实现了基于金刚石... 金刚石由于其独特的物理、化学和电学性质,以及以薄膜形式生长的可行性,是制造可靠、长寿命,微机电/纳米机电系统(MEMS/NEMS)材料的理想选择。近年来化学气相沉积金刚石薄膜生长的进展促进了金刚石在微机电系统的应用,实现了基于金刚石的MEMS和NEMS开发的新时代。但是由于其难以精确加工,目前仍未能大规模应用。本文对当前金刚石基MEMS的研究进展进行了阐述,主要探讨了当前主要应用的金刚石基MEMS系统的加工方法,并进行了进一步的展望。 展开更多

关键词 金刚石 微机电系统 激光加工 等离子体刻蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料